概述

   本章STM32CUBEMX配置STM32F103输出PWM，同时使用TIM测量PWM频率和正占空比。

生成例程

   使用STM32CUBEMX生成例程，这里使用NUCLEO-F103RB开发板。

' L0 B' f' Y7 u( M4 K* K" I

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

9 ]1 B, X7 n/ s: u5 s1 o7 j6 Y" B( G

, J6 Q! d# i0 A4 P

    配置串口。

/ b" S) ^7 w! O+ Q9 n5 W

    查看原理图，PA8设置为PWM输出管脚，PA0设置为定时器输入捕获管脚。

0 I4 m2 A8 }* @5 A" }3 b) C$ U# w

( V. o4 j$ f% e* E2 h/ l配置时钟树

    配置时钟为64M。

# z5 A5 y  J# Q! c( ~. X

" S) V7 {# ^# {; j0 }! ]. o配置PWM
1 f5 X3 R( ^. ?2 |

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

+ w4 j7 u) ~: o2 z

, c5 w8 s0 g9 p$ z2 L配置输入捕获
5 x) {  Q' B/ P4 Z; F
0 Z, S0 e; _: J. [3 \- }

开启中断
- {0 X& C+ D+ B' n. f* o/ G/ @1 X

STM32CUBEIDE配置
( S. Y4 {: t( _+ b& l& G' N2 E

# n9 w  K- y" P( M8 p+ V

若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

  `4 w: w( ?0 r7 t. m

! a) R) `* E4 [1 ?" `, _1 p串口重定向

    在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。

1. /* USER CODE BEGIN Includes */
     G* @' ?1 U; O) c
2. #include "stdio.h"
   7 U: f# Z3 e3 y
3. /* USER CODE END Includes */

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  l& E& R, t6 K

    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
   - I  a- R- f1 l
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   ) s+ W- }% a- \( U, A# j
4. #else
   
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   
6. #endif
   
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   6 o) `- \. e( s& P
8. {
   
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
   
10.     return ch;
    
11. }
    8 @& J% Z& F6 p( x: A9 l
12. /* USER CODE END PFP */

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8 F  Q. I; B1 T* I
4 T" c+ _0 A6 l占空比与频率计算

    占空比=(t1-t0)/(t2-t0)

    频率=(t2-t0)/时钟频率= =(t2-t0)/(64M/(psc+1))

& z- ]. }; C2 `  K8 r& W' H

! H' i' T- `3 F( H

    周期需要2个上升沿去判断，设定第一个上升沿time_flag由0->1，下降沿time_dowm_flag由0->1，此时就知道正占空比时间，当在产生上升沿时候，就可以计算出周期使用的时间。

2 k2 F$ V4 q7 l2 y7 }; q( M变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   
2. uint8_t time_up_flag=0;//上升沿标志位
   
3. uint8_t time_dowm_flag=0;//下降沿标志位
   ! a: T! |0 _0 n4 Z6 d3 ]7 w2 _
4. 
   
5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
   * j; H" o$ A! w0 l" C5 l
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
   ( i& y$ ?; H, g& L+ N# ^! ]
7. 
   ; h0 O3 D  ^" F! k2 \9 M
8. 
   
9. 
   
10. float time_frequency;//频率
    
11. float time_duty;//占空比

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3 K3 ^+ W* c" d5 \* t/ o- {

设置PWM占空比以及开启输入捕获

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   * q! L) A3 B: ~7 a" j$ U
3. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
   3 j& _# N/ U. q/ W
4.   HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);//函数用于使能定时器某一通道的输入捕获功能,并使能相应的中断
   
5. HAL_Delay(100);
     L+ c8 X& S* C, H
6.   /* USER CODE END 2 */

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. a+ b5 R$ t+ \8 N
9 Z: X0 `2 U2 ?% g+ `9 ?回调函数
/ ~; b/ Q. @. e. N: M

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   ' C4 O! s# _& R: K4 N( u. j
2. // 捕获中断回调函数，每次捕获到信号就会进入这个回调函数
   
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
4. {
   
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   1 K7 H! h# U( d# \# [- B
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   
7.   {
   9 N9 N( \7 [2 C  x& A
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   
9.     {
   
10.       time_up_flag=1;
    7 Y1 m/ k5 L! [& `0 l
11.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    # V" ]- W* K: c/ {" f
12.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    + H' D) Y9 d' p
13. 
    
14.     }
    
15.     else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降
    % {1 O% R5 z. b% s* i# U( T
16.     {
    
17. 
    ; c; a- ^2 R- }" j1 w0 Y# A
18.       time_dowm_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
    ( B5 o0 D; _$ U$ j5 N% E* y8 F+ `
19.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); // 改变捕获极性为上升沿沿捕获
    9 O5 Y3 x4 i0 x" y/ v( B' m" R
20.       time_dowm_flag=1;
    ; M! N! a" r( @
21.     }   
    
22.     else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
    
23.     {   
    , f. B6 F" r/ y3 y1 B+ x- ^9 N
24.       time_up_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
    1 r. F$ |! o. |9 ]# J' a5 C
25.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
      _4 \9 y+ n' L4 p# {; X
26.       time_dowm_flag=0;
    
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
28. 
    
29.     }  
    
30. 
    
31.   }  
    
32. }
    5 P/ H) F. u1 d% k( D* H9 r0 Q) _
33. /* USER CODE END 4 */

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主函数

1.   /* Infinite loop */
   
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   
3.   while (1)
     i; T  E! X" \# m( B6 ?
4.   {
   : b, W1 X" N2 E9 w3 N2 o" A
5.     /* USER CODE END WHILE */
   
6. 
   9 x( [' a" }, k! A, n9 Y5 ?
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   ' h. W0 z3 k3 q- y
9.       time_duty = (float)time_dowm_num/(float)time_up_num;//占空比  
   * T+ N+ R+ ~- [7 Q2 K) J( l
10.     printf("\ntime_frequency=%.2f,time_duty=%.2f",time_frequency,time_duty*100);
    
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
      Y: }. \  i+ T
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
    7 i" d0 M9 E( O* T9 g; Z
13. 
    
14.     HAL_Delay(1000);
    & y: n; l. B5 l/ y
15.   }
    
16.   /* USER CODE END 3 */

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) }( f3 M% z$ \' g
测试结果

    当输出1k频率，30%正占空比。

( C, b- g# m% t) U

    当输出4k频率，60%正占空比。

8 G$ q, y- P7 u4 ~

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+ G% g- X9 u5 ?+ _' g. v  m8 `/ g0 |
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